Kohlenwasserstoffe

Die Kohlenwasserstoffe bilden eine äußerst umfangreiche Gruppe organisch-chemischer Verbindungen, die ausschließlich aus den chemischen Elementen Kohlenstoff C und Wasserstoff H bestehen. Gleichzeitig bilden diese Kohlenwasserstoffe - kurz: KWs - quasi das Grundgerüst der Organischen Chemie, deren Verbindungen allesamt auf Kohlenstoff basieren und deren Moleküle - auch von nicht-KWs - ein Grundskelett aus Kohlenstoffketten aufweisen.

Die Vielfalt der Arten, Strukturen und Eigenschaften der Kohlenwasserstoffe resultiert aus einer Besonderheit des Kohlenstoffs: Ein C-Atom besitzt auf Grund energetischer Gegebenheiten vier gleichwertige Valenzelektronen, die vier chemische Bindungen - auch untereinander - ausbilden können. Dadurch können sich beliebig viele C-Atome miteinander verbinden, verzweigte und unverzweigte Kohlenstoff-Ketten bilden oder sich zu ringförmigen Strukturen zusammenfinden. Elektronen, die hierbei nicht von den C-Atomen untereinander in chemische Bindungen eingegangen sind, bilden mit den Elektronen der Wasserstoff-Atome Verknüpfungen aus; die freien Valenzen der Kohlenstoffatome werden mit Wasserstoff abgesättigt und man spricht von gesättigten Kohlenwasserstoffen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Ausbildung von sogenannten Mehrfachbindungen, dass heißt, die C-Atome können unterneinander oder mit geeigneten anderen Atomen Doppelbindungen C=C und Dreifachbindungen C≡C eingehen, was die Anzahl möglicher Strukturen noch weiter erhöht. Die Verbindungen werden auch als ungesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet, weil nicht alle Valenzen mit H-Atomen Bindungen bilden.

Eine dritte Form sind die cyclischen Kohlenwasserstoffe (Carbocyclen), in denen sich die C-Atome zu ringförmigen Strukturen zusammenfinden.

Formel-Schreibweise

Formal werden die beteiligten Atome in den Molekülen der Kohlenwasserstoffe mit den Elementsymbolen C und H gekennzeichnet. Da die beiden Elemente in organischen Verbindungen allgegenwärtig sind und die Formelbilder mit zunehmender Anzahl der C-Atome schnell unübersichtlich werden, hat es sich im Laufe der Zeit international eingebürgert, die beiden Atom-Symbole nicht in den chemischen Formel darzustellen: Vielmehr denkt man sich an jedem Strich-Ende und an jeder Verbindungsstelle zweier oder mehrerer Striche ein Kohlenstoffatom - die Strich symbolisieren hierbei die C-C-Einfachbindung; gleiches gilt für die Doppel- und Dreifachbindung. Die Anzahl der H-Atome ergibt sich aus den Valenzen, die nicht zu weiteren C-Atomen führen.

Das folgende Beispiel - das Molekül 3-Ethyl-2-methylhexan mit 9 C- und 20 H-Atomen - zeigt die unterschiedlichen Darstellungsweisen und verdeutlich, dass die Formeln mit einer vereinfachten Symbolik und vor allem durch Weglassen der Atomsymbole übersichtlicher sind:

Kategorie: Stoffgruppen

Letzte Änderung am 25.06.2023.

Permalink: https://www.internetchemie.info/chemie-lexikon/stoffgruppen/k/kohlenwasserstoffe.php.